PT2766166E - Dispositivo para o processamento de material plástico - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

DISPOSITIVO PARA O PROCESSAMENTO DE MATERIAL PLÁSTICO A invenção refere-se a um dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Do estado da técnica são conhecidos vários dispositivos semelhantes de diversas formas de realização, que compreendem um recetor (recipiente de receção) ou compactador cortador para a fragmentação, aquecimento, amolecimento e tratamento de materiais plásticos a serem reciclados, e também ligado a ele, um transportador ou extrusora para a fusão do material assim preparado. 0 objetivo aqui é o de obter um produto final da mais alta qualidade possível, principalmente na forma de granulado. A título de exemplo, a EP 123 771 ou EP 303 929 descrevem dispositivos com um recetor e, ligado a ele, uma extrusora, sendo que o material plástico introduzido no recetor é fragmentado por meio de rotação do fragmentador e instrumentos de mistura e é fluidizado, e é simultaneamente aquecido pela energia introduzida. É assim formada uma mistura com suficientemente boa homogeneidade térmica. Esta mistura é descarregada após um tempo de residência adequado do recetor para a extrusora à base de parafuso sem fim, e é transportada e, durante este processo, plastificada ou fundida. A estrutura aqui apresenta a extrusora à base de parafuso sem fim aproximadamente ao nível dos instrumentos de fragmentação. As partículas de plástico amolecidas são, assim, ativamente forçadas ou acondicionadas para dentro da extrusora pelos instrumentos de mistura. A EP 1 283 855 BI descreve um dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A maioria destas formas de realização, que já são conhecidas há muito tempo, não são satisfatórias em relação à qualidade dos materiais plásticos tratados obtidos na extremidade de saída do parafuso sem fim, e/ou em relação à saída quantitativa do parafuso sem fim. Estudos demonstraram que as exigências colocadas aos parafusos sem fim a jusante do recipiente, a maioria parafusos sem fim plastificantes, difere no decurso do funcionamento.

Para material que é termicamente e mecanicamente homogéneo, existe normalmente uma melhoria da qualidade no produto obtido na extremidade de saída do parafuso sem fim quando a profundidade da zona de medição do parafuso sem fim é muito grande e a velocidade de rotação do parafuso sem fim é mantida muito pequena. Estudos demonstraram que a razão para isto é que este tipo de geometria de parafuso sem fim submete o material processado a um corte de baixo nível. 0 nível de corte a que o produto transformado é exposto (taxa de corte) é calculado a partir da velocidade periférica do parafuso sem fim, dividida pela profundidade do parafuso sem fim. Este tipo de geometria de parafuso sem fim submete o material somente a um nível baixo de tensão mecânica e térmica.

No entanto, se for desejável aumentar a saída quantitativa do parafuso sem fim ou para melhorar o desempenho, por exemplo de uma combinação trituradora-extrusora, a taxa de rotação do parafuso sem fim deve ser, em seguida, aumentada, e isto significa que o nível de corte é também aumentado. No entanto, isto faz com que o parafuso sem fim sujeite o material processado a uma maior tensão mecânica e térmica.

No entanto, um efeito que ocorre tanto com parafuso sem fim de execução lenta e de grande profundidade e com parafuso sem fim de funcionamento rápido é que, tal como mencionado anteriormente, as diferenças na qualidade dos lotes individuais de materiais introduzidos no parafuso sem fim, por exemplo as diferenças de tamanho dos flocos e/ou diferenças na temperatura do material plástico, têm um efeito desvantajoso no que diz respeito à falta de homogeneidade do material plástico obtido na extremidade de saída do parafuso sem fim. A fim de compensar esta falta de homogeneidade, o perfil de temperatura da extrusora é, na prática, aumentado, e isto significa que tem de ser introduzida no plástico energia adicional, sujeitando assim o material plástico ao dano térmico mencionado e aumentando a quantidade de energia necessária. Outro resultado aqui é que a viscosidade do material plástico obtido na extremidade de saída da extrusora é reduzida, e isto torna o material de escoamento mais livre, com dificuldades concomitantes no processamento adicional deste material.

Pode ser visto daqui que os parâmetros do processo que são vantajosos para obtenção de material de boa qualidade na extremidade de saída do parafuso sem fim são mutuamente contraditórios. A tarefa fundamental do parafuso sem fim da extrusora é de admissão, transporte, e fusão ou a aglomeração do material plástico e depois homogeneização do mesmo. Para este efeito, tem que gerar uma certa pressão.

Um parafuso sem fim tradicional de extrusora com diâmetro da raiz com aumento constante está fundamentalmente dividido em três zonas funcionais. Este tipo de parafuso sem fim de três zonas é o tipo de parafuso sem fim mais utilizado, o qual pode processar diversos tipos de material. Na zona de admissão, o material é arrastado para a região do parafuso sem fim e transportado para a frente pela rotação do parafuso sem fim. Na zona de compressão, o material é compactado em virtude da profundidade decrescente, e fundido ou aglomerado. Na zona de medição, o fundido ou o aglomerado é trazido para a temperatura de processamento desejada e homogeneizado e completamente derretido. A pressão necessária é além disso gerada de modo a ultrapassar a resistência da matriz. Isto tem um efeito sobre a taxa de débito.

Fatores de importância substancial para o comportamento de fusão ou o comportamento de aglomeração da matéria polimerizada pré-tratada ou amaciada que passa do compactador cortador para a extrusora, e para a qualidade do produto finalmente obtido, e subsequentemente para a taxa de débito da extrusora por conseguinte, entre outras coisas, o comprimento das regiões ou zonas individuais, e também os parâmetros do parafuso sem fim, por exemplo a sua espessura, profundidade, etc.

No entanto, as condições especificas encontram-se presentes nas atuais combinações de extrusoras compactadoras cortadoras, uma vez que o material que passa para dentro da extrusora não é introduzido diretamente, sem tratamento e frio, mas em vez disso já foi pré-tratado no compactador cortador, ou seja aquecido, amolecido e/ou parcialmente cristalizado, etc. Este é um dos fatores determinantes para a maneira pela qual o processo de extrusão continua, e para a qualidade final do produto fundido ou dos produtos finais.

Os dois sistemas, ou seja, o compactador cortador e a extrusora, têm um efeito um sobre o outro, e os resultados do processo de extrusão são grandemente dependentes do pré-tratamento, tal como o processo de extrusão pode compensar, e têm um efeito sobre, certos parâmetros do processo de pré-tratamento. A interface entre o compactador cortador e a extrusora, isto é a zona onde o material pré-tratado é transferido a partir do compactador cortador na extrusora, é, portanto, uma zona importante. Em primeiro lugar, este ponto é um problema puramente mecânico, uma vez que dois aparelhos que funcionam de forma diferente devem ser acoplados um ao outro aqui. Esta interface pode, além disso, também apresentar problemas para a matéria polimerizada, uma vez que o material é aqui se encontra a maioria numa condição muito amolecida, próxima da gama de fusão, mas não é permitido derreter. Se a temperatura for demasiado baixa, o débito e a qualidade caem, mas se a temperatura for demasiado elevada e ocorrer fusão indesejada em alguns pontos, a admissão fica bloqueada. É além disso difícil de alcançar precisão de medição e alimentação para a extrusora, uma vez que se encontra envolvido um sistema fechado e não existe acesso direto à admissão, mas em vez disso o material é alimentado para a extrusora a partir do compactador cortador, e a alimentação não pode por isso ser influenciada diretamente, por exemplo por meio de um sistema de medição gravimétrico. É por conseguinte de importância decisiva que os aspetos mecânicos desta transição sejam cuidadosamente concebidos, isto é envolvendo uma compreensão das propriedades do polímero, e que, ao mesmo tempo, a relação custo-eficácia de todo o processo é levada em conta, ou seja, elevado débito e qualidade adequada. Algumas das pré-condições que exigem atenção aqui são contraditórias.

Aos dispositivos referidos no início, conhecidos do estado da técnica é comum que a direção de transporte ou de rotação dos instrumentos de mistura e fragmentação, e, por conseguinte, a direção em que as partículas de material circulam no recetor, e a direção de transporte da extrusora sejam no essencial idênticas ou apresentam o mesmo sentido. Esta estrutura, selecionada intencionalmente, foi o resultado do desejo de maximizar o empurrar do material para dentro do parafuso sem fim, ou alimentar à força o parafuso sem fim. Este conceito de empurrar as partículas para o parafuso sem fim de transporte ou parafuso sem fim da extrusora na direção de transporte do parafuso sem fim foi também foi muito óbvio e estava de acordo com o pensamento familiar do técnico, uma vez que significa que as partículas não têm que inverter a sua direção de movimento e portanto não há necessidade de exercer qualquer força adicional para a mudança de direção. Um objetivo aqui, e em novas formas de realização alternativas, foi sempre o de maximizar o enchimento do parafuso sem fim e de amplificar este efeito de empurrar. A título de exemplo, têm também sido feitas tentativas para prolongar a zona de admissão da extrusora na forma de um cone ou de curvar os instrumentos de fragmentação na forma de uma foice, de modo que estes podem agir como uma espátula ao alimentar o material amolecido para o parafuso sem fim. 0 deslocamento da extrusora, no lado da entrada, de uma posição radial para uma posição tangencial em relação ao recipiente amplificou ainda mais o efeito de empurrar, e aumentou a força com a qual o material plástico do instrumento circulante foi transportado ou forçado para dentro da extrusora.

Os dispositivos deste tipo são, em princípio, passíveis de funcionar, e eles funcionam de forma satisfatória, embora com problemas recorrentes: A título de exemplo, um efeito observado repetidamente com os materiais com uma baixa unidade de energia, por exemplo, fibras de PET ou películas de PET, ou com materiais que a uma baixa temperatura tornam-se pegajosos ou moles, por exemplo, ácido poliláctico (PLA) é que quando, intencionalmente, o empurrar do material plástico para dentro da zona de entrada da extrusora ou transportadora, sob pressão, é obtido por componentes que se deslocam no mesmo sentido, isto conduz à fusão prematura do material, imediatamente após, ou de outro modo dentro, a zona de entrada da extrusora ou do parafuso sem fim. Isto reduz em primeiro lugar o efeito de transporte da extrusora, e por outro lado pode também haver algum fluxo inverso desta massa fundida para a zona do compactador cortador ou recetor, com o resultado de que os flocos que ainda não tenham derretido aderem à massa fundida, e por sua vez a massa fundida arrefece e deste modo até certo ponto solidifica, com a formação resultante de um amontoado ou conglomerado feito de, até certo ponto, massa fundida solidificada e de partículas de plástico sólidas. Isso provoca o bloqueio na admissão da extrusora e colagem do instrumento de mistura e fragmentação. Uma outra consequência é a redução do débito da extrusora, uma vez que o enchimento adequado do parafuso sem fim não é mais conseguido. Uma outra possibilidade aqui é que o movimento dos instrumentos de mistura e fragmentação é impedido. Em tais casos, o sistema tem normalmente que ser desligado e cuidadosamente limpo.

Os problemas também ocorrem com materiais polímeros que tenham já sido aquecidos no compactador cortador até à proximidade da sua gama de fusão. Se aqui ocorrer a sobrealimentação, o material derrete e a admissão é prejudicada. São também encontrados problemas com materiais fibrosos que são principalmente orientados e lineares, com uma certa quantidade de alongamento longitudinal e baixa espessura ou rigidez, como por exemplo películas de plástico cortadas em tiras. Uma razão principal para isto é que o material alongado é retido na extremidade de afluência da abertura de entrada do parafuso sem fim, em que uma extremidade da tira sobressai para o recetor e a outra extremidade sobressai para a zona de admissão. Uma vez que os instrumentos de mistura e o parafuso sem fim se movem no mesmo sentido ou exercem o mesmo componente de transportar-direção e componente de pressão no material, ambas as extremidades da tira são submetidas a tensão e pressão na mesma direção, sendo que a libertação da tira se torna impossível. Isto por sua vez conduz a uma acumulação de material na referida zona, a um estreitamento da secção transversal da abertura de admissão, e a um desempenho mais pobre da admissão e, como consequência adicional, ao débito reduzido. 0 aumento da pressão de alimentação nesta zona pode além disso provocar a fusão, e isto por sua vez provoca os problemas mencionados na introdução.

Em compactadores cortadores deste tipo que rodam no mesmo sentido foram fixadas várias extrusoras, sendo que os resultados aqui foram em principio aceitáveis e interessantes. No entanto, o requerente iniciou estudos exaustivos com o objetivo de alcançar ainda mais a melhoria de todo o sistema. É por conseguinte um objeto da presente invenção ultrapassar os inconvenientes mencionados e melhorar um dispositivo do tipo descrito na introdução de modo a que, para além dos materiais correntes, permitir a admissão, livre de problemas, de materiais pelo parafuso sem fim, mesmo aqueles que são sensíveis ou em forma de tiras, e permitir o processamento ou tratamento destes materiais para fornecer material de alta qualidade, com elevado débito, enquanto se faz uma utilização eficiente do tempo, economiza energia, e minimiza a necessidade de espaço. A intenção é que especialmente o carregamento de material para o parafuso sem fim prossiga com um mínimo de obstrução.

Este objetivo é alcançado num dispositivo do género referido no início através das características da reivindicação 1.

Neste caso encontra-se primeiro previsto que a continuação imaginária do eixo longitudinal central da extrusora, se esta tiver apenas um único parafuso sem fim, ou o eixo longitudinal do parafuso sem fim mais próximo da abertura de admissão, se a extrusora apresentar mais do que um parafuso sem fim, numa direção oposta à direção de transporte da extrusora, passa, sem intersectar, o eixo de rotação, em que, no lado da saida, existe uma distância de deslocamento entre o eixo longitudinal da extrusora, se esta tiver um único parafuso sem fim, ou o eixo longitudinal do parafuso sem fim mais próximo da abertura de admissão, e o raio do recipiente que se encontra paralelo ao eixo longitudinal e que se dirige para fora a partir do eixo de rotação do instrumento de mistura e/ou fragmentação na direção de transporte da extrusora. A direção de transporte dos instrumentos de mistura e a direção de transporte da extrusora não se encontra mais no mesmo sentido, tal como é conhecido do estado da técnica, mas em vez disso está pelo menos, numa pequena medida, no sentido oposto, e o efeito de sobreenchimento mencionado na introdução é assim reduzido. A inversão intencional da direção de rotação de mistura dos instrumentos de mistura e fragmentação em comparação com dispositivos conhecidos até agora, reduz a pressão de alimentação na zona de admissão, e o risco de sobrealimentação diminui. Desta forma, o material em excesso não é empurrado ou forçado com um excesso de pressão para a zona de admissão da extrusora, mas em vez disso, pelo contrário, existe de facto, por sua vez, uma tendência para remover o material em excesso dessa zona, de tal modo que embora haja sempre material suficiente presente na zona de admissão, a pressão adicional exercida é pequena ou quase zero. Este método pode proporcionar um enchimento adequado do parafuso sem fim da extrusora e admissão constante de material suficiente pelo parafuso sem fim, sem qualquer sobrealimentação do parafuso sem fim com, como uma consequência adicional, picos de pressão locais em que o material pode derreter. É assim evitada a fusão do material na zona da entrada da extrusora, sendo por conseguinte aumentada a eficiência de funcionamento, sendo os intervalos de manutenção, por conseguinte, ampliados, e é reduzido o tempo de inatividade devido a possiveis reparações e medidas de limpeza.

Em virtude da pressão de alimentação reduzida, os elementos deslocáveis que podem ser utilizados de uma maneira conhecida para regular o grau de enchimento do parafuso sem fim reagem de modo marcadamente mais sensível, podendo o grau de enchimento do parafuso sem fim ser ajustado com uma precisão ainda maior. Isto faz com que seja mais fácil de encontrar o ponto ideal no qual operar o sistema, em particular para materiais relativamente pesados, por exemplo fragmentos de polietileno de alta densidade (HOPE) ou PET.

Surpreendentemente, e vantajosamente, verificou-se além disso que o funcionamento no sentido oposto, de acordo com a invenção, melhora a admissão de materiais que já tenham sido amolecidos quase ao ponto de fusão. Em particular quando o material já está num estado pastoso ou amolecido, o parafuso sem fim corta o material do anel pastoso adjacente à parede do recipiente. No caso de uma direção de rotação na direção de transporte do parafuso sem fim da extrusora, este anel seria em vez disso empurrado para a frente, e não seria possível a remoção de uma camada externa pelo parafuso sem fim, com deficiência resultante da admissão. A inversão da direção de rotação, de acordo com a invenção, evita isto.

Além disso, os fenómenos de retenção ou acumulação formados no caso do tratamento dos materiais em forma de tira ou fibrosos acima descritos podem ser resolvidos mais facilmente, ou não ocorrem de todo, uma vez que no bordo da abertura situada na direção de rotação dos instrumentos de mistura no lado de saída ou jusante, o vetor da direção para os instrumentos de mistura e o vetor de direção da extrusora em direções quase opostas, ou em direções que pelo menos numa pequena extensão apresentam sentidos opostos, e uma tira alongada não pode por conseguinte tornar-se curva em torno de, e retida por, o referido bordo, mas em vez disso é novamente arrastada pelo vórtice de mistura no recetor. 0 efeito global da forma de realização de acordo com a invenção é que o desempenho da admissão é melhorado e o débito é marcadamente aumentado. A estabilidade e desempenho de todo o sistema composto de compactador cortador e transportador são assim aumentados.

Um fator estreitamente associado com isto é o formato especial do parafuso sem fim, especif icamente na zona de admissão e na zona de compressão. Surpreendentemente, o requerente descobriu que uma geometria especifica de parafuso sem fim pode proporcionar ainda mais melhorias no comportamento da admissão. 0 rácio L/D do parafuso sem fim aqui, a partir da extremidade da abertura de admissão, é ^ 7. Por outras palavras, o rácio do comprimento do parafuso sem fim - medido a partir do bordo da abertura de admissão situada a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim, ou a partir do ponto situado neste bordo e situado mais a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim - para a extremidade do parafuso sem fim ou do invólucro que se encontra distai, afastado do recipiente, ou para a primeira abertura de descarga mais a montante para o fundido ou para o aglomerado, formado no invólucro, para o diâmetro nominal do parafuso sem fim é de ^ 7. 0 troço do parafuso sem fim fechado em torno de toda a sua circunferência pelo invólucro começa do bordo da abertura de admissão situada a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim. 0 diâmetro do parafuso sem fim é o diâmetro médio na zona a jusante da abertura de admissão.

Além disso o formato de compressão do parafuso sem fim começa somente de uma distância A de mais do que 1,5 vezes o diâmetro do parafuso sem fim - medido a partir do bordo da abertura de admissão situada a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim, ou a partir do ponto situado neste bordo e situado mais a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim. Isso garante a introdução não-agressiva e prevenção ou compensação de possíveis picos de pressões locais exercidas no material ou sobrealimentação.

Na zona em frente a esta, o formato do parafuso sem fim está em essência sem compressão, ou seja, não compactando, ou mesmo descomprimindo. Isto é especialmente vantajoso na zona da admissão. 0 inicio do formato de compressão do parafuso sem fim é o ponto no qual o ângulo da hélice do parafuso sem fim é de ^ Io ou em que este valor é pela primeira vez atingido e ultrapassado. Na zona em frente a esta, o ângulo da hélice é < Io e o parafuso sem fim não tem na sua essência, ou quase nenhum, efeito de compressão. Este ângulo da hélice do parafuso sem fim é determinado tomando uma secção através do parafuso sem fim no centro ao longo do seu eixo longitudinal central. 0 ponto mais baixo é tomado dentro de cada filete do parafuso sem fim, e os pontos estão ligados um ao outro. Isto dá uma linha recta ou uma curva, e o ângulo desta em relação ao eixo longitudinal do parafuso sem fim ou em relação a uma paralela ao eixo longitudinal é o ângulo da hélice. 0 ângulo da hélice é, portanto, uma medida das propriedades de compressão do parafuso sem fim ou para o efeito de compactação do parafuso sem fim sobre o material. Quanto maior for o ângulo da hélice, maior será o efeito de compressão do parafuso sem fim. No entanto, na região < Io o efeito compressor permanece insignificantemente pequeno. Apesar de o ângulo da hélice não pode ser negativo, no caso de um parafuso sem fim com formato de descompressão, o gradiente destas linhas rectas traçadas através dos pontos, vistas na direção de transporte, é negativo.

Por um lado, a previsão de uma certa zona que não gera pressão tem a vantagem de introduzir energia no material de um modo não agressivo sem corte excessivo, por exemplo através de sistemas de aquecimento ligados na extrusora. Por outro lado, uma zona excessivamente longa que não gera pressão aumenta desnecessariamente a extrusora, e isso é tanto mais verdade quando, de facto, não há necessidade de uma zona excessivamente longa que não gera pressão, uma vez que o material a partir do compactador de cortador em qualquer caso já foi apropriadamente preaquecido. 0 uso do material preaquecido e homogeneizado do compactador cortador proporciona também a possibilidade de tornar a zona de compressão mais curta, uma vez que já existe suficiente energia interna presente no material, sendo que tudo o que é necessário é uma zona de compressão curta para fusão do material. É assim proporcionada uma forma de realização de um sistema de compactador cortador-extrusora, que compreende o seguinte: um compactador cortador especialmente concebido com direção especifica de rotação dos instrumentos, para transferir o material amolecido para a extrusora numa forma que seja eficaz mas não agressiva, e uma extrusora especialmente concebida, com um parafuso sem fim que especificamente em combinação com o referido compactador cortador proporciona uma admissão surpreendentemente boa e depois compacta o material. Tal como mencionado, o desempenho da admissão é um dos fatores que determinam a qualidade do material da massa fundida ou do aglomerado e do produto final, e também a determinação do rendimento do sistema.

As experiências comparativas realizadas pelo requerente aqui deram os seguintes resultados:

Um biopolímero fibroso, nomeadamente o ácido poliláctico (PLA), foi tratado aqui em primeiro lugar num sistema de acordo com a invenção de acordo com a figura 1 ou 2 (contra-rotação, L/D = 14, A = 2) e em segundo lugar num sistema conhecido do mesmo tipo de desenho (co-rotação L/D = 15, A = 2,5), com parâmetros de outro modo idênticos.

As amostras do material fundido foram recolhidas continuamente na extremidade da extrusora, e em cada caso foi determinado o valor MFI (índice de fluidez a quente em g/10 min) de acordo com a IS01133: 1997. A figura 5 confere estes resultados. A gama de variação dos valores de MFI é visto com sendo marcadamente maior com o sistema conhecido. Uma das razões para isso pode ser que o enchimento do parafuso sem fim não seja uniforme; no caso de enchimento deficiente, isto conduz à degradação oxidativa e térmica do material, e o material torna-se assim mais de escoamento livre, sendo que o valor MFI deste modo aumenta. Isto poderia ser devido ao aumento do congestionamento do material na admissão, conduzindo a fases de alimentação deficiente e fases de sobrealimentação, o que conduz então a estas variações em valores de viscosidade. É desejável alcançar a constância máxima de valor MFI e, simultaneamente, obter um valor de MFI que é tão próximo quanto possível do valor inicial para o material tratado. 0 sistema de acordo com a invenção alcança ambos, e, tal como pode ser visto da figura 5, a constância é maior e a gama de variação dos valores de MFI é substancialmente menor.

As formas de realização vantajosas adicionais da invenção encontram-se descritas através das seguintes caracteristicas:

Uma forma de realização vantajosa prevê que o formato de compressão do parafuso sem fim começa na região à frente de uma distância B que é, no máximo, de 30 vezes, em particular que é no máximo de 20 vezes, o diâmetro, medido do bordo da abertura de admissão situada a jusante da direção de transporte do parafuso sem fim, ou a partir do ponto da abertura de entrada situada mais a jusante. A zona que não gera pressão não precisa de ser, ou não está autorizado a ser, muito longa. Em primeiro lugar, isso tornaria o sistema desnecessariamente longo, e em segundo lugar o transporte excessivamente longo do material antes da fusão ou compactação é difícil e também não é favorável para a qualidade.

De acordo com uma outra forma de realização vantajosa, com capacidade melhorada de desempenho, o rácio do comprimento L do parafuso sem fim, medido da extremidade situada a jusante em relação à direção de transporte, ou do ponto da abertura de admissão situada mais a jusante, para a abertura de descarga formada no invólucro, na extremidade do parafuso sem fim afastada do recipiente, para o diâmetro nominal d do parafuso sem fim é á 10, em particular > 14.

Além disso, é vantajoso para o comportamento de admissão, se o formato de compressão do parafuso sem fim começar somente de uma distância A de mais de duas vezes, de preferência três vezes, o diâmetro d do parafuso sem fim, medido do bordo da abertura de admissão situado a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim, ou a partir do ponto situado mais a jusante da abertura de admissão.

Numa forma de realização que é vantajosa e que proporciona um desempenho de fusão eficaz, o comprimento do formato de compressão do parafuso sem fim, ou seja para um parafuso sem fim de três zonas, o comprimento da zona de compressão, tanto quanto a zona de medição, situa-se na gama de 0,5 a 7 vezes, de preferência de 1 a 5 vezes, o diâmetro do parafuso sem fim.

De acordo com uma forma de realização vantajosa adicional da invenção, está previsto que a extrusora se encontre proporcionada no recetor de tal forma que o produto escalar do vetor de direção (vetor de direção que está associado à direção de rotação), que é tangencial ao circulo descrito pelo ponto radialmente mais externo do instrumento de mistura e/ou de fragmentação ou para o material plástico transportado após a abertura e que é normal para um radial do recetor, e que aponta na direção de rotação ou de movimento do instrumento de mistura e/ou fragmentação e do vetor de direção que está associado à direção de transporte da extrusora em cada ponto individual ou em toda a zona da abertura ou em cada ponto individual ou em toda a zona imediatamente radialmente antes da abertura, seja zero ou negativo. A zona radialmente imediatamente antes da abertura é definida como a zona que está antes da abertura e na qual o material está prestes a passar através da abertura mas que ainda não passou a abertura. As vantagens mencionadas na introdução são assim alcançadas, e existe uma prevenção efetiva de todos os tipos de aglomeração na zona da abertura de admissão, provocada pelos efeitos do ato de empurrar. Em particular aqui, não há também qualquer dependência em relação à estrutura espacial dos instrumentos de mistura e do parafuso sem fim em relação um ao outro, e a título de exemplo a orientação do eixo de rotação não tem que estar perpendicular à superfície do pavimento ou ao eixo longitudinal da extrusora ou do parafuso sem fim. 0 vetor de direção que está associado à direção de rotação e ao vetor de direção que está associado à direção de transporte encontram-se dentro de um plano, de preferência horizontal, ou num plano orientado de modo a estar perpendicular ao eixo de rotação.

Numa outra forma de realização vantajosa, o ângulo incluído entre o vetor de direção que está associado à direção de rotação do instrumento de mistura e/ou fragmentação e o vetor de direção que está associado à direção de transporte da extrusora é maior do que, ou igual a, 90° e menor do que, ou igual a, 180°, onde o ângulo é medido no ponto de intersecção dos dois vetores de direção no bordo que está associado à abertura e que se encontra situado a montante em relação à direção de rotação ou de movimento, em particular no ponto em que está no referido bordo ou na abertura e está situado mais a montante. Este descreve portanto a gama de ângulos dentro do qual a extrusora deve estar proporcionada no recetor de modo a alcançar os efeitos vantajosos. Em toda a zona da abertura ou em cada ponto individual da abertura, as forças que atuam sobre o material encontram-se por conseguinte orientadas, pelo menos numa pequena extensão, num sentido oposto, ou, no caso extremo, a orientação é perpendicular e neutra quanto à pressão. Em nenhum momento da abertura se encontra o produto escalar dos vetores de sentido dos instrumentos de mistura e do parafuso sem fim positivo, e não tem lugar qualquer efeito excessivo de enchimento mesmo numa zona secundária da abertura.

Uma outra forma de realização vantajosa da invenção prevê que o ângulo incluído entre o vetor de sentido que está associado ao sentido de rotação ou de movimento e o vetor de sentido que está associado ao sentido de transporte seja de 170° a 180°, medido no ponto de intersecção dos dois vetores de sentido no meio da abertura. Este tipo de estrutura é relevante a título de exemplo quando a extrusora se encontra proporcionada tangencialmente no compactador cortador.

De modo a assegurar que não ocorra qualquer efeito excessivo de enchimento, a distância, ou a deslocação, entre o eixo longitudinal e radial pode vantajosamente ser maior do que, ou igual a, metade do diâmetro interno da caixa da extrusora ou do parafuso sem fim.

Pode além disso ser vantajoso para estes efeitos definir a distância ou deslocação entre o eixo longitudinal e a radial a ser maior do que ou igual a 5 ou 7%, ou ainda mais vantajosamente maior ou igual a 20%, do raio do recetor. No caso de extrusoras com uma zona de admissão prolongada ou com casquilho com ranhuras ou com tremonha alargada, pode ser vantajoso para esta distância ou o referido deslocamento ser maior do que ou igual ao raio do recetor. Isto é particularmente verdadeiro para os casos em que a extrusora está ligada tangencialmente ao recetor ou corre tangencialmente à secção transversal do recipiente.

Neste caso é em especial vantajoso se o eixo longitudinal da extrusora ou do parafuso sem fim ou o eixo longitudinal do parafuso sem fim, mais próximo da abertura de entrada, correr tangencialmente em relação ao lado interno da parede lateral do recipiente, ou a parede interna do invólucro fizer isso, ou a extremidade envolvente do parafuso sem fim fizer isso, onde é preferível que exista uma unidade acionadora ligada à extremidade do parafuso sem fim, e que o parafuso sem fim forneça o transporte, na sua extremidade oposta, para uma abertura de descarga que é em particular uma cabeça de extrusão e que está proporcionada na extremidade do invólucro.

No caso de extrusoras que estão radialmente deslocadas, mas não proporcionadas tangencialmente, é vantajoso prever que a continuação imaginária do eixo longitudinal da extrusora numa direção oposta à direção de transporte, pelo menos em secções, passe, em forma de uma secante, através do espaço dentro do recetor. É vantajoso prever que existe uma ligação imediata e direta entre a abertura e a abertura de admissão, sem separação substancial ou uma secção de transferência, por exemplo um parafuso sem fim de transporte. Isto permite a transferência efetiva e não-agressiva de material. A inversão da direção de rotação da mistura e instrumentos de fragmentação que circulam no recipiente não pode certamente resultar de uma ação arbitrária ou negligência, e não é possível - quer nos dispositivos conhecidos ou nos dispositivos de acordo com a invenção -simplesmente para permitir que os instrumentos de mistura rodem na direção oposta, em particular porque a estrutura dos instrumentos de mistura e fragmentação é de um certo modo assimétrica ou orientada quanto à direção, e a sua ação é, portanto, apenas de um lado ou unidirecional. Se este tipo de equipamento tiver que ser rodado intencionalmente na direção errada, não se formaria um bom vórtice de mistura, e não haveria nenhuma fragmentação adequada ou aquecimento do material. Cada compactador cortador tem por isso a sua direção inalteravelmente fixada de rotação da mistura e dos instrumentos de fragmentação.

Em ligação a isto, é particularmente vantajoso prever que o modo de formação, a configuração, a curvatura e/ou de disposição das zonas frontais ou bordos frontais que estão associados aos instrumentos de mistura e/ou fragmentação, atuem no material plástico e apontem para a direção de rotação ou de movimento, diferindo quando é feita a comparação com as zonas que, na direção de rotação ou de movimento, se encontram na parte de trás ou para trás.

Uma estrutura vantajosa aqui prevê que, nos instrumentos de mistura e/ou fragmentação, se encontrem proporcionados instrumentos e/ou lâminas que, na direção de rotação ou de movimento, apresentam um efeito de aquecimento, efeito de fragmentação e/ou corte no material plástico. Os instrumentos e/ou as lâminas podem estar fixados diretamente no veio ou de preferência proporcionados num portador de instrumentos rotativo ou, respetivamente, num disco portador disposto em particular paralelo à superfície do pavimento, ou foram formados no seu interior ou moldados no mesmo, opcionalmente como uma peça única.

Basicamente, os efeitos mencionados são relevantes, não somente nas extrusoras ou aglomeradores que comprimem fortemente, e que fundem, mas também nos parafusos sem fim que não têm, ou têm menos, o efeito de comprimir. Aqui, novamente, é evitada a sobrealimentação local.

Numa outra forma de realização particularmente vantajosa, prevê-se que o recetor seja no essencial cilíndrico, com uma superfície do pavimento plana e com, orientada verticalmente em relação à mesma, uma parede lateral que apresenta a forma do revestimento de um cilindro. Numa outra forma de realização simples, o eixo de rotação coincide com o eixo central do recetor. Numa outra forma de realização vantajosa, encontra-se previsto que o eixo de rotação ou o eixo central do recipiente estejam orientados verticalmente e/ou perpendicularmente em relação à superfície do pavimento. Estas geometrias particulares otimizam o desempenho da admissão, com um desenho de dispositivo que proporciona estabilidade e construção simples.

Em relação a isto é também vantajoso prever que o instrumento de mistura e/ou fragmentação ou, se tiverem sido proporcionados vários instrumentos de mistura e/ou fragmentação, que o instrumento mais baixo de mistura e/ou fragmentação mais próximo da base tenha sido providenciado a uma pequena distância da superfície do pavimento, em particular na zona do quarto mais baixo da altura do recetor, e também que a abertura tenha sido proporcionada de modo semelhante. A distância aqui é definida e medida a partir do bordo inferior da abertura ou da abertura de entrada para a base do recipiente na zona do bordo do recipiente. Há sobretudo algum arredondamento do bordo no canto, e, por conseguinte, a distância é medida a partir do bordo mais baixo da abertura ao longo das continuações imaginárias da parede lateral para baixo, para a continuação imaginária para fora da base do recipiente. As distâncias apropriadas são de 10 a 400 mm.

Numa outra forma de realização vantajosa do processo de tratamento, os bordos radialmente mais externos dos instrumentos de mistura e/ou fragmentação quase que atingem a parede lateral. O recipiente não tem necessariamente de ter uma forma cilíndrica, com secção transversal circular, mesmo que esta forma seja vantajosa, por razões práticas e razões de tecnologia de fabrico. Se as formas de contentores se desviam da forma cilíndrica com secção transversal circular, os recipientes podem apresentar a forma de um cone truncado ou cilindro que, na vista da planta, são elípticos ou ovais, sendo necessário um cálculo para a conversão para um recipiente cilíndrico que possui secção transversal circular e a mesma capacidade de volume, no pressuposto de que a altura deste recipiente imaginário é a mesma que o seu diâmetro. As alturas de recipientes aqui que são substancialmente mais elevadas do que o vórtice de mistura resultante (depois de ter em conta a distância exigida para segurança) são ignoradas, uma vez que esta altura a mais do recipiente não é utilizada e, por conseguinte, não tem qualquer efeito adicional no processamento do material. A expressão extrusora ou compactador no presente texto significam extrusoras para a fusão completa ou parcial do material, por exemplo por um parafuso sem fim clássico de três zonas e também extrusoras utilizadas para aglomerar, mas não derreter, o material amolecido. Os parafusos sem fim com efeito de aglomeração sujeitam o material a forte compressão e cisalhamento apenas por um curto período de tempo, mas não plastificam o material. A extremidade de saída do parafuso sem fim de aglomeração fornece, portanto, material que não tenha sido completamente derretido mas que em vez disso é constituído por partículas fundidas de forma incipiente apenas na sua superfície, as quais foram endurecidas em conjunto, como se por sinterização. No entanto, em ambos os casos, o parafuso sem fim exerce pressão no material e compacta o mesmo.

Todos os exemplos descritos na figura abaixo descrevem extrusoras compactadoras com um único parafuso sem fim. No entanto, também é possível, como alternativa, proporcionar extrusoras duplas ou de vários parafusos sem fim, em particular com uma pluralidade de parafusos sem fim idênticos, que têm pelo menos o mesmo diâmetro d.

Outras características e vantagens da invenção são evidentes da descrição dos exemplos da invenção abaixo do objeto da invenção, que não são para ser interpretados como limitadores, e que os desenhos ilustram esquematicamente e não à escala:

Figura 1 corte vertical através de um dispositivo de acordo com a invenção com extrusora ligada aproximadamente tangencialmente.

Figura 2 corte horizontal através da forma de realização da figura 1.

Figura 3 uma outra forma de realização com deslocamento mínimo.

Figura 4 outra forma de realização com deslocamento relativamente grande.

Figura 5 resumo dos resultados dos ensaios.

Nem os recipientes, nem os parafusos sem fim, nem os instrumentos de mistura estão à escala, por si ou em relação um ao outro, nos desenhos. A título de exemplo, portanto, os recipientes são, na realidade, na maior parte das vezes maiores, ou os parafusos sem fim mais longos, do que ilustrado aqui. A combinação vantajosa de compactador cortador/extrusora ilustrada na figura 1 e figura 2 para o tratamento ou reciclagem de material plástico tem um recipiente ou compactador cortador ou triturador 1 cilíndricos com secção transversal circular, com uma superfície do pavimento horizontal 2 e com uma parede lateral vertical 9 orientada perpendicularmente à mesma com a forma de um revestimento cilíndrico.

Disposto a uma pequena distância da superfície do pavimento 2, no máximo a cerca de 10 a 20%, ou opcionalmente menos, da altura da parede lateral 9 - medida a partir da superfície do pavimento 2 para o bordo superior da parede lateral 9 - encontra-se um portador 13 de instrumentos ou um disco portador de nível orientado paralelo à superfície do pavimento 2, portador ou disco esse que pode ser rodado, na direção 12 de rotação ou do movimento indicado por uma seta 12, em torno de um eixo central 10 de rotação, que é simultaneamente o eixo central do recipiente 1. Um motor 21, localizado por baixo do recipiente 1, aciona o disco portador 13. No lado superior do disco portador 13, foram proporcionadas lâminas ou instrumentos, por exemplo, lâminas de corte 14, e em conjunto com o disco portador 13 formam o instrumento de mistura e/ou fragmentação 3.

Tal como indicado esquematicamente, as lâminas 14 não se encontram proporcionadas simetricamente no disco portador 13, mas em vez disso têm uma forma especial de formação, de configuração ou estrutura nos seus bordos frontais 22 virados na direção 12 de rotação ou de movimento, de modo que eles podem ter um efeito mecânico específico sobre o material plástico. Os bordos radialmente mais externos dos instrumentos de mistura e/ou fragmentação 3 alcançam um ponto que é relativamente próximo à, cerca de 5% do raio 11 do recipiente 1 da, superfície interna da parede lateral 9. 0 recipiente 1 tem, na parte de cima, uma abertura de carregamento através da qual o produto a ser processado, por exemplo, porções de películas de plástico, é carregado, a título de exemplo, por meio de um dispositivo de transporte na direção da seta. 0 recipiente 1 pode, como alternativa, ser um recipiente fechado e com capacidade de evacuação pelo menos na medida de um vácuo industrial, sendo o material introduzido por meio de um sistema de válvulas. 0 referido produto é recebido pelos instrumentos circulantes de mistura e/ou fragmentação 3 e é erguido para formar um vórtice de mistura 30, em que o produto sobe ao longo da parede lateral vertical 9 e, aproximadamente na zona da altura efetiva H do recipiente, cai de volta novamente para dentro, e para baixo, para a zona do centro do recipiente, por gravidade. A altura efetiva H do recipiente 1 é aproximadamente a mesma que o seu diâmetro interno D. No recipiente 1 é assim formado deste modo um vórtice de mistura 30, no qual o material é circulado num vórtice tanto de cima para baixo como também na direção 12 de rotação. Devido a esta disposição particular da mistura e elementos de fragmentação 3 ou lâminas 14, este tipo de dispositivo pode, portanto, ser operado apenas com a direção 12 prescrita de rotação ou movimento, sendo que a direção 12 de rotação não pode ser revertida facilmente ou sem alterações adicionais.

Os instrumentos circulantes de mistura e fragmentação 3 fragmentam e misturam o material plástico introduzido, e neste caso aquecem e amaciam o mesmo através da energia de atrito mecânico introduzida, mas não o fundem. Após um determinado tempo de permanência no recipiente 1, o material homogeneizado, amolecido, pastoso, mas não fundido é, tal como descrito em pormenor a seguir, removido do recipiente 1 através de uma abertura 8, passado para a zona da admissão de uma extrusora 5, e recebido ali por um parafuso sem fim 6 e subsequentemente fundido.

Ao nivel do, no presente caso único, instrumento de fragmentação e mistura 3, a referida abertura 8 é formada na parede lateral 9 do recipiente 1, e o material plástico pré-tratado pode ser removido do interior do recipiente 1 através desta abertura. 0 material é passado para uma extrusora de um único parafuso sem fim 5 disposta tangencialmente no recipiente 1, em que o invólucro 16 da extrusora 5 tem, situada na sua parede de revestimento, uma abertura de admissão 80 para o material a ser recebido pelo parafuso sem fim 6. Este tipo de forma de realização tem a vantagem de que o parafuso sem fim 6 pode ser conduzido para a extremidade inferior no desenho por um accionador, representado somente em diagrama, de tal maneira que a extremidade superior do parafuso sem fim 6 no desenho pode ser mantida livre a partir do accionador. A abertura de descarga para o material plástico plastificado ou aglomerado transportado pelo parafuso sem fim 6 pode, portanto, ser proporcionada nesta extremidade superior, por exemplo sob a forma de uma cabeça de extrusão não representada. 0 material plástico pode, portanto, ser transportado sem deflexão pelo parafuso sem fim 6 através da abertura de descarga; isto não é facilmente possível em formas de realização de acordo com as figuras 3 e 4.

Existe ligação para transportar o material ou para transferir o material entre a abertura de admissão 80 e a abertura 8, e no presente caso esta ligação para a abertura 8 é direta e imediata e não envolve nenhuma secção de intervenção prolongada e nenhuma separação. Tudo o que está proporcionado é uma zona de transferência muito curta.

No invólucro 16 existe um parafuso sem fim 6 com efeito de compressão, montado de modo rotativo em torno do seu eixo longitudinal 15. O eixo longitudinal 15 do parafuso sem fim 6 e o da extrusora 5 coincidem. A extrusora 5 transporta o material na direção da seta 17. A extrusora é uma extrusora 5 convencional em si conhecida em que o material plástico amolecido é comprimido e deste modo fundido, e a massa fundida é então descarregada na extremidade oposta, na cabeça da extrusora.

Os instrumentos de mistura e/ou fragmentação 3 ou as lâminas 14 encontram-se aproximadamente ao mesmo nível que o eixo longitudinal central 15 da extrusora 5. As extremidades que se encontram mais para fora das lâminas 14 têm uma separação adequada dos voos do parafuso sem fim 6.

Na forma de realização de acordo com as figuras 1 e 2, a extrusora 5 encontra-se, tal como mencionado, ligada tangencialmente ao recipiente 1, ou corre tangencialmente em relação à sua secção transversal. No desenho, a continuação imaginária do eixo longitudinal central 15 da extrusora 5 ou do parafuso sem fim 6 numa direção oposta à direção 17 de transporte da extrusora 5 para a retaguarda passa o eixo 10 de rotação e não intersecta o mesmo. No lado da saída, existe uma distância de deslocamento 18 entre o eixo longitudinal 15 da extrusora 5 ou do parafuso sem fim 6 e o raio 11 do recipiente 1 que se encontra paralelo ao eixo longitudinal 15 e que se dirige para fora a partir do eixo 10 de rotação do instrumento de mistura e/ou fragmentação 3 na direção de transporte 17 do transportador 5. No presente caso, a continuação imaginária do eixo longitudinal 15 da extrusora 5 para a retaguarda não passa através do espaço dentro do recipiente 1, mas em vez disso passa a mesma a uma curta distância desta. A distância 18 é de algum modo maior do que o raio do recipiente 1. Existe, portanto, um ligeiro deslocamento para fora da extrusora 5, ou a zona de admissão é de algum modo mais profunda.

As expressões "oposto", "contrapeso" e "num sentido oposto" aqui significam qualquer orientação dos vetores em relação um ao outro que não seja em ângulo agudo, tal como explicado em pormenor a seguir.

Por outras palavras, o produto escalar de um vetor de direção 19, que está associado à direção 12 de rotação e cuja orientação é tangencial ao círculo descrito pelo ponto mais externo da mistura e/ou instrumentos de fragmentação 3 ou tangencial ao material plástico que atravessa o orifício 8, e o qual aponta na direção 12 de rotação ou movimento dos instrumentos de mistura e/ou fragmentação 3, e de um vetor de direção 17 que está associado à direção de transporte da extrusora 5 e que passa na direção de transporte paralela ao eixo longitudinal central 15, é em todo o lado zero ou negativo, em cada ponto individual do orifício 8 ou na zona radialmente imediatamente antes da abertura 8, e não é positivo em sítio nenhum.

No caso da abertura de entrada nas figuras 1 e 2, o produto escalar do vetor de direção 19 para o sentido 12 de rotação e do vetor de direção 17 para a direção de transporte é negativo em todos os pontos da abertura 8. O ângulo a entre o vetor de direção 17 para a direção de transporte e o vetor de direção para a direção 19 de rotação, medido no ponto 20 que está associado à abertura 8 e situado mais a montante em relação à direção 12 de rotação, ou no bordo associado à abertura 8 e situado mais a montante, é de aproximadamente no máximo cerca de 170°.

Conforme se continua a avançar para baixo ao longo da abertura 8 na figura 2, isto é na direção 12 de rotação, o ângulo obliquo entre os dois vetores de direção continua a aumentar. No centro da abertura 8, o ângulo entre os vetores de direção é de cerca de 180° e o produto escalar é maximamente negativo, e ainda mais para baixo a partir dai o ângulo de facto torna-se > 180° e o produto escalar por sua vez diminui, mas continua a ser negativo. No entanto, estes ângulos não são mais denominados ângulos a, uma vez que não são mensurados no ponto 20.

Um ângulo β, não incluído no desenho na figura 2, medido no centro da abertura 8, entre o vetor de direção para a direção 19 de rotação e o vetor de direção para a direção 17 de transporte, é de cerca de 178° a 180°. O dispositivo de acordo com a figura 2 representa o primeiro caso limite ou valor extremo. Este tipo de forma de realização pode proporcionar um efeito de enchimento muito não-agressivo ou uma alimentação particularmente vantajosa, e este tipo de dispositivo é particularmente vantajoso para os materiais sensíveis que são tratados na vizinhança da gama de fusão, ou para o produto sob a forma de tiras compridas.

Os comprimentos e secções caracterizantes L, A e B foram incluídos a título de exemplo na figura 2. No entanto, estas, e também as outras características reveladas nas figuras, são meramente esquemáticas e não estão à escala ou na relação correta, e algumas delas foram encurtadas por interrupções no diagrama. Estes comprimentos e secções não estão incluídos nas formas de realização das figuras 3 e 4.

Nesta forma de realização, o rácio, L/d, do comprimento L do parafuso sem fim 6 - medido a partir do bordo 20' da abertura de admissão 80 situada a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim, 6, ou a partir do ponto 20 situado neste bordo 20' e situado mais a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim 6 -para a primeira abertura de descarga 30 situada mais a montante em relação à direção de transporte do parafuso sem fim 6 no invólucro 16 na extremidade 31 do parafuso sem fim 6, ou que se encontra distai e distante do recipiente, para o diâmetro nominal d do parafuso sem fim 6, é de 21. O formato de compressão do parafuso sem fim 6, também não representado no diagrama, começa somente a uma distância A de seis vezes o diâmetro d do parafuso sem fim 6, medido do bordo 20' da abertura de admissão 80. Na zona em frente ao início do seu formato de compressão, o formato do parafuso sem fim 6 é, no essencial, para não comprimir ou sem compressão, não exercendo por isso o parafuso sem fim 6 qualquer pressão sobre o material aceite deste modo. O formato de compressão do parafuso sem fim 6 começa por isso também, quando exigido, na zona antes de uma distância B de no máximo 30 vezes o diâmetro d, medido do bordo 20' da abertura de admissão 80.

As figuras 3 e 4 servem principalmente para ilustrar as possibilidades de fixação da extrusora em relação à direção de rotação. Os valores para L, B e A não foram incluídos no desenho. A figura 3 mostra uma forma de realização alternativa, na qual a extrusora 5 não está ligada tangencialmente ao recipiente 1 mas, em vez disso, encontra-se ligada pela sua extremidade 7. O parafuso sem fim 6 e o invólucro 16 da extrusora 5 foram adaptados na zona da abertura 8 à forma da parede interna do recipiente 1, e foram deslocados para trás de modo a estar nivelado. Nenhuma parte da extrusora 5 se salienta através da abertura 8 para o espaço dentro do recipiente 1. A distância 18 aqui corresponde a cerca de 5 a 10% do raio 11 do recipiente 1 e a cerca de metade do diâmetro interno d do invólucro 16. Esta forma de realização representa, por conseguinte, o segundo caso limite ou valor extremo com a menor deslocação possível ou distância 18, em que a direção 12 de rotação ou do movimento da mistura e/ou instrumentos de fragmentação 3 é pelo menos ligeiramente oposta à direção 17 de transporte da extrusora 5, e especificamente, através de toda a área da abertura 8. O produto escalar na figura 3 nesse ponto limiar 20 situado mais a montante é precisamente zero, onde este é o ponto localizado no bordo 20' que está associado à abertura 8 e situado mais a montante. O ângulo α entre o vetor de direção 17 para a direção de transporte e o vetor de direção para a direção 19 de rotação, medido no ponto 20 na figura 3, é precisamente de 90°. Se se continuar adicionalmente para baixo ao longo da abertura 8, ou seja, na direção 12 de rotação, o ângulo entre os vetores de direção torna-se cada vez maior e torna-se num ângulo obliquo > 90°, e, ao mesmo tempo, o produto escalar torna-se negativo. No entanto, em nenhum momento, ou em nenhuma zona da abertura 8 o produto escalar é positivo, ou o ângulo menor que 90°. Nenhum local sobrealimentado pode, por conseguinte, surgir mesmo numa sub-região da abertura 8, e nenhum efeito prejudicial excessivo de enchimento pode ter lugar numa zona da abertura 8.

Isto também representa uma diferença decisiva em relação a uma estrutura puramente radial, uma vez que haveria um ângulo α < 90°, no ponto 20 ou no bordo 20' numa estrutura totalmente radial da extrusora 5, e estas regiões da abertura 8 situadas, no desenho, acima da radial 11 ou a montante da mesma ou no lado de entrada da mesma teriam um produto escalar positivo. Seria deste modo possível ao produto plástico derretido localmente acumular-se nestas zonas. A figura 4 ilustra uma outra forma de realização alternativa, na qual a extrusora 5 se encontra um pouco mais deslocada do que na figura 3 no lado da saida, mas ainda não tangencialmente como nas figuras 1 e 2. No presente caso, tal como também na figura 3, a continuação imaginária da retaguarda do eixo longitudinal 15 da extrusora 5 passa através do espaço dentro do recipiente 1, à maneira de uma secante. Como consequência disto, a abertura 8 é - medida na direção circunferencial do recipiente 1 - mais larga do que na forma de realização de acordo com a figura 3. A distância 18 é também correspondentemente maior do que na figura 3, mas um pouco menor que o raio 11. 0 ângulo α medido no ponto 20 é de cerca de 150°, e o efeito de enchimento é, por conseguinte, reduzido em comparação com o dispositivo da figura 3; isto é mais vantajoso para certos polímeros sensíveis. A parede interna do invólucro 16 ou o bordo interno do lado da mão direita, como pode ser visto do recipiente 1, é tangencial ao recipiente 1, e por conseguinte, ao contrário da figura 3, não há qualquer bordo de transição obliquo. Neste ponto da abertura 8 situado o mais afastado a jusante, na extremidade do lado esquerdo na figura 4, o ângulo é de cerca de 1800 .

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • EP 123771 A [0003] • EP 303929 A [0003] • EP 1283855 BI [0004]

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para o pré-tratamento e subsequente plastificação ou aglomeração de materiais plásticos, em especial de resíduos termoplásticos para fins de reciclagem, com um recipiente (1) para o material a ser processado, em que a estrutura apresenta, no recipiente (1), pelo menos um instrumento de mistura e/ou fragmentação (3) que roda em torno de um eixo (10) de rotação e que se destina à mistura, aquecimento e opcionalmente fragmentação, do material plástico, sendo que uma abertura (8) através da qual o material plástico pré-tratado pode ser removido do interior do recipiente (1), se encontra formada numa parede lateral (9) do recipiente (1) na zona do nível do, ou do mais baixo instrumento de mistura e/ou fragmentação (3) que está mais próximo da base, em que se encontra proporcionada pelo menos uma extrusora ou compressor (5) para receber o material pré-tratado, e tem pelo menos um parafuso sem fim (6) que roda num invólucro (16) e que tem ação compressora, plastificante ou aglomerante, em que o invólucro (16) apresenta, localizado na sua extremidade (7) ou na sua parede de revestimento, uma abertura de admissão (80) para o material a ser recebido pelo parafuso sem fim (6), e existe ligação entre a abertura de admissão (80) e a abertura (8), em que a continuação imaginária do eixo longitudinal central (15) da extrusora (5) ou do parafuso sem fim (6) mais próximo da abertura de admissão (80), numa direção oposta à direção (17) de transporte da extrusora (5), passa, e não intersecta, o eixo (10) de rotação, e o rácio do comprimento (L) do parafuso sem fim (6), medido do bordo (20') situado a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim (6) ou do ponto (20) da abertura de admissão (80) situado no extremo a jusante, para a extremidade do parafuso sem fim (6) ou para a primeira abertura de descarga (30) da massa fundida no invólucro (16), situada no extremo a montante em relação à direção de transporte do parafuso sem fim (6) na extremidade (31) do parafuso sem fim (6) que se encontra distai, afastada do recipiente, para o diâmetro nominal (d) do parafuso sem fim (6) é de M, caracterizado por, no lado de saída ou na direção (12) de rotação ou de movimento do instrumento de mistura e/ou fragmentação (3), haver uma distância de deslocamento (18) entre o eixo longitudinal (15) da extrusora (5) ou do parafuso sem fim (6) mais próxima da abertura de admissão (80), e o raio (11) do recipiente (1) que está paralelo ao eixo longitudinal (15) e que se dirige para fora a partir do eixo (10) de rotação do instrumento de mistura e ou fragmentação (3) na direção de transporte (17) da extrusora (5) , e por o formato de compressão do parafuso sem fim (6) começar somente a uma distância (A) de mais do que 1,5 vezes o diâmetro (d) do parafuso sem fim (6), medido do bordo (20') situado a jusante na direção de transporte do parafuso sem fim (6) ou a partir do ponto (20) da abertura de admissão (80) situado no extremo a jusante, onde o início do formato de compressão do parafuso sem fim (6) quer dizer o ponto no qual o ângulo da hélice do parafuso sem fim (6) é pela primeira vez > Io, onde o desenho do parafuso sem fim (6) na zona em frente ao início do formato de compressão se encontra essencialmente sem compressão ou descomprimido no ângulo da hélice é de < Io, em que o ângulo da hélice é um ângulo entre o eixo longitudinal central (15) do parafuso sem fim (6) ou paralelo ao mesmo e uma linha recta ou curva desenhada através dos respetivos pontos mais baixos de cada canal de parafuso sem fim.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o formato de compressão do parafuso sem fim (6) começar na zona à frente de uma distância (D) que é, no máximo, de 30 vezes, em particular que é no máximo de 20 vezes, o diâmetro (d) medido do bordo (20') da abertura de admissão (80) situada a jusante da direção de transporte do parafuso sem fim (6).
3. 3. Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o raio do comprimento (L) do parafuso sem fim (6) medido do bordo (20') da abertura de admissão (80) situada a jusante da direção de transporte do parafuso sem fim (6) para a primeira abertura de descarga (30), para o diâmetro nominal (d) do parafuso sem fim (6) ser de á 10, em particular ^ 14.
4. 4. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o formato de compressão do parafuso sem fim (6) começar somente de uma distância (A) de mais de duas vezes, de preferência três vezes, o diâmetro (d) do parafuso sem fim (6), medido do bordo (20') da abertura de admissão (80) situada a jusante da direção de transporte do parafuso sem fim (6).
5. 5. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o comprimento do formato de compressão do parafuso sem fim (6) ser na gama de 0,5 a 7 vezes, de preferência de 1 a 5 vezes, o diâmetro (d) do parafuso sem fim (6).
6. 6. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, para uma extrusora (5) em contacto com o recipiente (1), o produto escalar do vetor de direção que está associado à direção (19) de rotação e que se encontra tangencial ao circulo descrito pelo ponto radialmente mais externo do instrumento de mistura e/ou fragmentação (3) ou que está tangencial ao material plástico transportado após a abertura (8) e que está perpendicular a um raio (11) do recipiente (1), e que aponta na direção (12) de rotação ou de movimento do instrumento de mistura e/ou fragmentação (3) e do vetor de direção (17) que está associado à direção de transporte da extrusora (5) em cada ponto individual ou em toda a zona da abertura (8) ou imediatamente radialmente em frente à abertura (8) ser zero ou negativo.
7. 7. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o ângulo (a) incluído entre o vetor de direção que está associado à direção (19) de rotação do ponto radialmente mais externo do instrumento de mistura e/ou fragmentação (3) e o vetor de direção (17) que está associado à direção de transporte da extrusora (5) ser maior do que ou igual a 90° e menor do que ou igual a 180°, medido no ponto de intersecção dos dois vetores de direção (17, 19) no bordo lateral de entrada da abertura (8) que se encontra situada a montante em relação à direção (12) de rotação ou de movimento do instrumento de mistura e/ou fragmentação (3), em particular no ponto (20) que está no referido bordo ou na abertura (8) e está situado mais a montante.
8. 8. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o ângulo (β) incluído entre o vetor de direção (19) que está associado à direção (12) de rotação ou de movimento e o vetor de direção (17) que está associado à direção de transporte da extrusora (5) ser de 170° a 180°, medido no ponto de intersecção dos dois vetores de direção (17, 19) no meio da abertura (8).
9. 9. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a distância (18) ser maior do que, ou igual, a metade do diâmetro interno do invólucro (16) da extrusora (5) ou do parafuso sem fim (6), e/ou maior do que ou igual a 7%, de preferência maior do que ou igual a 20%, do raio do recipiente (1), ou em que a distância (18) é maior do que ou igual ao raio do recipiente (1).
10. 10. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a continuação imaginária do eixo longitudinal (15) da extrusora (5) numa direção oposta à direção de transporte se encontrar proporcionada no modo de uma secante em relação à secção transversal do recipiente (1), e, pelo menos em secções, passar através do espaço dentro do recipiente (1).
11. 11. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a extrusora (5) se encontrar fixada tangencialmente ao recipiente (1) ou correr tangencialmente em relação à secção transversal do recipiente (1) , ou em que o eixo longitudinal (15) da extrusora (5) ou do parafuso sem fim (6) ou o eixo longitudinal do parafuso sem fim (6) próximo da abertura de admissão (80) correr tangencialmente em relação ao lado interno da parede lateral (9) do recipiente (1), ou a parede interna do invólucro (16) fazer isso, ou a extremidade envolvente do parafuso sem fim (6) fazer isso, onde é preferível que exista uma unidade acionadora ligada à extremidade (7) do parafuso sem fim (6), e por o parafuso sem fim fornecer o transporte, na sua extremidade oposta, para uma abertura de descarga que é em particular uma cabeça de extrusão, proporcionada na extremidade do invólucro (16).
12. 12. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, caracterizado por existir uma ligação imediata e direta entre a abertura (8) e a abertura de admissão (80), sem separação substancial, em particular sem secção de transferência ou parafuso sem fim de transporte.
13. 13. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o instrumento de mistura e/ou fraqmentação (3) compreender instrumentos e/ou lâminas (14) que, na direção (12) de rotação ou de movimento, têm um efeito de fraqmentação, corte e aquecimento no material plástico, em que os instrumentos e/ou lâminas (14) estão de preferência dispostos ou formados sobre ou num suporte de instrumento rotativo (13), que é em especial um disco de suporte (13) e que se encontra em particular proporcionado paralelo à superfície do pavimento (2) e/ou que o modo de formação, montagem, curvatura e/ou estrutura das zonas frontais ou bordos frontais (22) que se encontram associados aos instrumentos de mistura e/ou fragmentação (3) ou às lâminas (14), atuam no material plástico e apontam na direção (12) de rotação ou de movimento, diferindo quando é feita a comparação com as zonas que, na direção (12) de rotação ou de movimento, se encontram atrás ou por trás.
14. 14. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 13, caracterizado por o recipiente (1) ser essencialmente cilíndrico com secção transversal circular, com uma superfície de pavimento (2) nivelado e com, orientada verticalmente em relação ao mesmo, uma parede lateral (9) que apresenta a forma do revestimento de um cilindro, e/ou o eixo (10) de rotação dos instrumentos de mistura e/ou de fragmentação (3) coincide com o eixo central do recipiente (1), e/ou o eixo (10) de rotação ou o eixo central estão orientados verticalmente e/ou perpendicularmente em relação à superfície do pavimento (2) e/ou por o suporte (13) mais baixo do instrumento ou o mais baixo dos instrumentos de mistura e/ou fragmentação (3) e/ou a abertura (8) se encontrarem dispostos perto da base a uma pequena distância da superfície do pavimento (2), em particular na zona do quarto mais baixo da altura do recipiente (1), de preferência a uma distância compreendida entre 10 mm a 400 mm da superfície do pavimento (2).
15. 15. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 14, caracterizado por a extrusora (5) ser uma extrusora de um só parafuso sem fim (6) com um único parafuso sem fim de compressão (6), ou ser uma extrusora de parafusos sem fim duplos ou múltiplos, em que os diâmetros d dos parafusos sem fim individuais (6) são todos idênticos.